[发明专利]一种C-Al2

说明书

本发明涉及一种C‑Al₂O₃‑B₄C复合气凝胶的制备方法，属于复合材料制备工艺技术领域。通过将氯化铝结晶体、水、乙醇均匀搅拌，得到澄清的淡黄色的氯化铝结晶体水解溶液，再向溶液中加入优选硼源、柠檬酸、甲醛、间苯二酚、水、乙醇、环氧丙烷、以及反应催化剂，搅拌均匀，得到C‑Al₂O₃‑B₄C复合气凝胶溶胶溶液，静置凝胶。再采用超临界干燥技术对样品进行处理，最后对样品进行高温热处理，最终得到块状C‑Al₂O₃‑B₄C复合气凝胶。本发明制备出的C‑Al₂O₃‑B₄C复合气凝胶不仅工艺过程简单易操作，原料丰富简单，具有高比面积、低密度、低热导率等优点，而且可以有效的解决气凝胶强度低的缺点，在1200℃以上高温隔热材料方面将具有很好的应用前景和无限的潜力。

技术领域

本发明属于具有高温隔热特征无机纳米材料制备的技术领域，涉及一种块状C-Al₂O₃-B₄C复合气凝胶的制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步，越来越多的领域需要高温热处理工艺，然而，业内使用的保温隔热材料大多为无机纤维毡、多孔陶瓷板、氧化铝耐火砖等传统隔热材料，保温隔热效果差，且随着使用温度的升高，热导率也迅速提高。气凝胶材料相对于传统材料而言，在隔热保温方面具有巨大的优势，是新一代高效节能保温材料，它的使用可以极大地降低生产过程中的能耗。目前，在高温隔热领域中，氧化物气凝胶使用较多，但其强度低，高温稳定性差；碳气凝胶在真空环境下拥有非常显著地隔热性能，但在有氧环境下容易被氧化而无法体现其隔热性能。因此，C-Al₂O₃-B₄C复合气凝胶结合了氧化物气凝胶和碳气凝胶的优点，相对于纯Al₂O₃气凝胶和碳气凝胶更是在性能上有进一步突破，不仅可以有效地解决氧化物气凝胶高温稳定性差和碳气凝胶在有氧环境下易被氧化的问题，而且较大的结构强度使其在高温隔热领域外也有巨大的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了改善目前所研究氧化物气凝胶强度较低、高温热稳定性差等缺点而提供具有较高强度、耐高温1200℃以上高温隔热型的一种C-Al₂O₃-B₄C复合气凝胶的制备方法。

本发明的技术方案为：一种C-Al₂O₃-B₄C复合气凝胶的制备方法，其具体步骤如下：

(1)将氯化铝结晶体、水、乙醇均匀搅拌，得到澄清的氯化铝结晶体水解溶液；

(2)向氯化铝结晶体水解溶液中加入甲醛、间苯二酚、环氧丙烷和反应催化剂，搅拌均匀，得到溶液A；

(3)将硼源、反应催化剂、去离子水和无水乙醇按摩尔比例为1：(0.005～0.03)：(20～60)：(8～25)超声分散后，加热搅拌均匀，得到硼源水解溶液；

(4)向硼源水解溶液中加入甲醛、间苯二酚和网络形成剂，搅拌均匀，得到溶液B；

(5)将溶液B加入步骤(2)中溶液A后，继续搅拌，得到C-Al₂O₃-B₄C复合气凝胶溶胶溶液；

(6)将步骤(5)中得到的C-Al₂O₃-B₄C复合气凝胶溶胶溶液倒入模具中反应至凝胶，放到烘箱内进行老化处理；

(7)向步骤(6)中得到的凝胶加入无水乙醇进行溶剂置换；